Влияние изменения климата на естественный отбор и эволюцию

В наших экосистемах все живые существа следуют процессу, называемому естественный отбор. Именно этот процесс решает, какие гены наиболее полезны для выживания живых существ и вызывают улучшение их адаптации. Это один из основных механизмов эволюции, предложенный Чарльзом Дарвином в 19 веке, который описал, как те организмы, чьи характеристики давали им большую возможность выживания, имели тенденцию к большему размножению и, следовательно, сохраняли указанные полезные черты.

Однако изменение климата и его все более разрушительные последствия по всему миру привносят новые переменные, влияющие на этот эволюционный процесс. Изменение условий окружающей среды, таких как температура и характер осадков, влияют как на выживание, так и на способность к размножению видов. В результате мы наблюдаем явление, при котором Изменение климата также может повлиять на естественный отбор, изменяя эволюционные траектории организмов в процессе, который включает не только генетику, но и взаимодействие с окружающей средой.

Что такое естественный отбор?

Чтобы полностью понять, как изменение климата может повлиять на процесс естественного отбора, важно помнить, что такое естественный отбор. Естественный отбор – это процесс, посредством которого вид адаптируется к окружающей среде на протяжении поколений.. Этот процесс приводит к эволюционным изменениям, когда особи с более выгодными характеристиками (с точки зрения выживания или размножения) более успешны, чем другие, и поэтому передают эти характеристики своему потомству. Таким образом, гены, обеспечивающие лучшую адаптацию, выживают и распространяются среди популяции.

Концепция естественного отбора основана на идее о существовании изменчивость генетика между видами. Именно это разнообразие позволяет одним людям в определенных обстоятельствах преуспевать больше, чем другим. Это явление с течением времени было продемонстрировано в различных генетических исследованиях на таких парадигмальных примерах, как бабочки Biston betularia, которые после промышленной революции приобрели более темную окраску, чтобы лучше маскироваться на деревьях, покрытых сажей.

Этот процесс изменений и адаптации не является ни автоматическим, ни быстрым, но в последние годы мы видим, что с изменением климата, вызванным деятельностью человека, время и ритмы адаптации также меняются.

Естественный отбор и изменение климата

Исследование, опубликованное в журнале Наука утверждает, что глобальные изменения в этом процессе естественного отбора в большей степени определяются количество осадков чем из-за температуры. Исследование показывает, что, изменяя глобальный режим выпадения осадков, изменение климата может повлиять на эволюционный процесс видов.

Хотя экологические последствия изменения климата все чаще документируются, а влияние на эволюционный процесс, управляющий адаптацией, до сих пор в значительной степени неизвестно. Анализируя обширную базу данных, охватывающую несколько исследований различных популяций животных, растений и других организмов, исследователи изучили, как изменения климата влияют на естественный отбор.

Адам Сипельски, исследователь из Университета Арканзаса, отмечает, что одним из уже выявленных аспектов является изменение характера засухи и осадков. Изменяя уровень осадков, засушливые районы могут столкнуться с более сильными засухами, а влажные районы, где уже выпадают обильные осадки, могут стать еще более экстремальными. Эти изменения, в свою очередь, повлияют на трофические взаимодействия и доступность ресурсов.

Например, изменение режима выпадения осадков может повлиять на источники питания различных организмов, вынуждая некоторые виды быстро адаптироваться или оказаться на грани исчезновения. Эти изменения в погодных условиях показывают, что естественный отбор формируется под влиянием новой климатической реальности планеты.

Уменьшение количества осадков и увеличение засухи

Режим осадков — одна из наиболее важных переменных, которая может повлиять на естественный отбор. уменьшение количества осадков и усиление засух становится все более распространенным явлением, особенно в традиционно засушливых или полузасушливых районах. Поскольку засухи увеличиваются во времени и частоте, в некоторых регионах наблюдается переход к более сухому и даже пустынному климату.

Воздействие на вид существенное, поскольку уменьшение доступности воды напрямую влияет на основа пищевой цепи, как растения и насекомые. Это, в свою очередь, влияет на травоядных и хищников, которые от них зависят. Например, в некоторых районах виды, питающиеся определенной растительностью, могут столкнуться с трудностями, когда растительный покров сокращается в результате нехватки воды.

И наоборот, в некоторых регионах может наблюдаться увеличение количества осадков, что также влияет на организмы, не адаптированные к более влажной среде. В обоих случаях климат действует как внешний агент, устанавливающий новые условия, с которыми приходится сталкиваться живым существам. Природа естественного отбора означает, что виды, способные адаптироваться к этим новым условиям, не только выживут, но и процветут, в то время как другие столкнутся с сокращением популяций и даже с исчезновением.

Изменения в экосистемах

Экосистемы мира претерпевают значительные преобразования из-за изменения климата. От того, насколько быстро произойдут эти изменения, будет зависеть, хватит ли у пострадавших видов времени на адаптацию или они останутся позади. Во многих системах изменение режима осадков Это напрямую влияет на динамику выживания организмов. Например, растительноядные виды зависят от наличия определенных растений, а нарушение циклов осадков может означать значительную потерю их источника пищи.

Более того, по мере изменения экосистем меняются и трофические взаимодействия. Хищники, питающиеся травоядными видами, также могут пострадать, что вызовет ряд каскадных эффектов внутри сообщества. Ученые отмечают, что ареал некоторых видов может сократиться, поскольку другие новые виды колонизируют их территорию, создавая новую динамику конкуренции.

Крайне важно понять взаимосвязь между изменением климата и эволюцией видов, чтобы предвидеть изменения, которые могут произойти в экосистемах. Недавние исследования, такие как работа с рыбой в водной среде обитания, показали, что организмы в этой среде особенно подвержены изменению климата, поскольку они напрямую зависят от температуры и качества воды.

Быстрая адаптация и ускоренный естественный отбор.

Изменение климата не только подразумевает медленные и постепенные изменения, с которыми виды могут постепенно справиться, но в некоторых случаях скорость глобального потепления требует быстрая адаптация. Исследование, проведенное Дартмутским университетом (США), показывает, что некоторые виды тропических рептилий, например бурые ящерицы, начали адаптироваться к повышению температуры гораздо быстрее, чем ожидалось. Эта ускоренная эволюция обусловлена ​​естественным отбором, происходящим в реальном времени, при котором выживают и размножаются только те особи, которые лучше всего приспособлены к новым условиям.

В этом случае было замечено, что ящерицы, которые могли бегать быстрее при более высоких температурах, имели более высокую выживаемость, поскольку они были способны сохранять свою активность в суровых условиях окружающей среды, что позволяло им больше питаться и избегать хищников. Этот пример показывает, как некоторые виды могут быстро развиваться в ответ на изменения окружающей среды, что до недавнего времени считалось невозможным. Этот тип исследований дает надежду, но также подчеркивает, насколько сложным и неопределенным может быть прогнозирование реакции видов на изменение климата.

Выводы о влиянии изменения климата на естественный отбор

Изменение климата глубоко и во многих случаях неожиданным образом меняет процесс естественного отбора. Будь то изменения в характере выпадения осадков, длительные засухи или повышение глобальной температуры, виды во всем мире вынуждены адаптироваться к новым реалиям. Хотя некоторые виды, похоже, обладают способностью реагировать быстро и эффективно, многие другие, возможно, не смогут этого сделать, что представляет собой серьезную проблему для глобального биоразнообразия.

Способность вида адаптироваться может зависеть от многих факторов, включая его генетическое разнообразие, экологическую нишу и ресурсы, доступные в меняющейся среде обитания. Однако ясно одно: изменение климата не только меняет климат, но и трансформирует механизмы эволюции и естественного отбора, которые действовали миллионы лет.

Таким образом, понимание связей между изменением климата, естественным отбором и эволюцией имеет решающее значение для возможности предвидеть, как экосистемы могут измениться в ближайшие десятилетия и какие виды добьются успеха в будущем климатическом мире. Тем временем научные исследования продолжают продвигаться вперед, раскрывая сложные механизмы, с помощью которых природа реагирует, адаптируется или, в некоторых случаях, погибает перед лицом новых экологических проблем.